一种预制UHPC-HPC组合空心薄壁构件及制作方法

技术领域

本发明涉及建筑构件制造技术领域，具体说是一种预制UHPC-HPC组合空心薄壁构件及制作方法。

背景技术

空心薄壁构件相比实心结构更轻，减轻了整体结构的重量，有助于节省材料和减轻建筑负荷。由于轻量化和模块化设计，空心薄壁构件的安装通常更为迅速和高效，从而缩短了建筑工期。

超高性能混凝土(UHPC)材料是一种创新的水泥基复合材料，通过将细骨料完全替代粗骨料、掺入适量钢纤维，以及采用外加剂降低水胶比，从而提升密实性。相对于传统混凝土，UHPC表现出轻量化、强度高、延展性好以及超高的耐久性、耐磨性和抗冲击性等性能。由于其优越的力学性能，UHPC广泛应用于大跨度桥梁、超高层建筑、海洋基础设施和军工结构。

但工程中制作UHPC空心薄壁构件脱模时发现，内模的拆除较为困难且强行拆模会对原构件产生不可逆损伤，同时空心薄壁构件采用单一的UHPC材料制作成本较高。因此，需要一种预制UHPC-HPC组合空心薄壁构件及制作方法，以采用离心法制作而成的高强度混凝土(HPC)空心薄壁构件代替传统的钢制内模。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种预制UHPC-HPC组合空心薄壁构件及制作方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种预制UHPC-HPC组合空心薄壁构件及制作方法，包括UHPC层、钢筋网片、HPC层和预应力钢筋，所述UHPC层内铺设有钢筋网片，所述HPC层内限位设有预应力钢筋，所述UHPC层、HPC层之间固定设置，且通过离心工艺形成整体；

所述HPC层内设有螺旋箍筋，所述HPC层内的螺旋箍筋固定支撑，所述HPC层的外层位置设有螺旋箍筋，所述HPC层的外侧上部套设有上模具，所述HPC层的外侧下部套设有下模具，所述上模具、下模具内设有凸块，所述HPC层的外侧表层开设有粗齿状毛面，在HPC层灌注时，凸块进行粗齿状毛面的成型处理；

所述HPC层在离心法制作时螺旋箍筋外表面裸露，且粗齿状毛面的设置，增强与UHPC层的紧固连接程度；

所述螺旋箍筋的下端设有横筋，所述横筋上套接设有限位对接结构，所述限位对接结构上端与螺旋箍筋限位固定，进行螺旋箍筋、横筋的组合支撑；

所述限位对接结构包括第一旋拧挤压架、第一铰环架、第一支撑柱、套筒、第二支撑柱、第二铰环架、第二旋拧挤压架、第二咬合架和第一咬合架；

所述套筒的上端一侧固定连接有第一支撑柱，所述套筒的上端另一侧固定连接有第二支撑柱，所述第一支撑柱的上端通过第一铰环架铰接设有第一咬合架，所述第二支撑柱的上端通过第二铰环架铰接设有第二咬合架，所述第一咬合架的一侧螺纹旋拧连接有第一旋拧挤压架，所述第二咬合架的一侧螺纹旋拧连接有第二旋拧挤压架；

所述套筒与横筋套接限位设置，所述第二铰环架、第一咬合架的中心与螺旋箍筋限位套接设置；

所述第一旋拧挤压架贯通第一咬合架的中心，所述第二旋拧挤压架贯通第二咬合架的中心，且第一旋拧挤压架、第二旋拧挤压架进行螺旋箍筋的限位挤压，进行螺旋箍筋的机械锁定；

所述UHPC层环形截面厚度约为3-5cm，所述HPC层环形截面厚度约为2-3cm；

所述预应力钢筋采用先张法调节设置，所述上模具、下模具合模进行HPC层的生产，所述HPC层采用离心法进行设置，且以螺旋箍筋、横筋作为骨架进行架设生产。

具体的，生产主体包括泵机和外接管，所述外接管的后端与泵机连通，所述泵机的后端连通设有纵管座，所述纵管座的侧端连通设有对接通管，所述对接通管的侧端连通设有引导管，所述引导管的后端连通设有对接连通座。

具体的，所述对接连通座的下端连通设有传输配合筒，且传输配合筒的侧部位置安装有电动机。

具体的，所述电动机上驱动连接有螺纹送进杆，且螺纹送进杆在传输配合筒内转动设置。

具体的，所述传输配合筒背离电动机的一侧连通设有适配端座，所述适配端座的侧端连通设有调控结构。

具体的，所述调控结构包括第二HPC层和通管，所述第二HPC层内置在保护模具内，且第二HPC层的中心位置设有通管。

具体的，所述通管的侧端连通有置入导座，置入导座在第二HPC层中心的空心层内活动。

具体的，所述置入导座与第二HPC层通过空心层接触设置，且通管与适配端座连通。

具体的，所述通管向内层上注入水泥砂浆，通过保护模具、对接连通座、引导管、对接通管、纵管座、泵机、外接管的设置，能够导入水泥砂浆，从而对第二HPC层进行处理，能够将成型后第二HPC层内的内层进行表面涂浆处理，减少内层上的麻面，使得内层更加的规整。

一种预制UHPC-HPC组合空心薄壁构件的制作方法，包括以下步骤：

S1、将上模具、下模具内表面处理成粗齿毛面凸块状；

S2、将预应力钢筋进行固定限位处理；

S3、灌注HPC层，进行合模，上模具、下模具两端口预留预应力钢筋的孔洞；

S4、采用先张法张拉预应力钢筋；

S5、采用离心法制作HPC层空心薄壁构件；

S6、养护成型的HPC空心薄壁构件作为内模，外模采用钢模板，于其中放入钢筋网片，浇筑UHPC层；

S7、参照活性粉末混凝土规范养护成型。

本发明的有益效果：

一，采用HPC和UHPC两种高强材料的组合，利用HPC空心薄壁构件充当内模，同时外围的UHPC可施加环向约束，可以减小截面尺寸，从而节约了材料，增加可利用空间；离心法制作的HPC空心薄壁构件有着粗齿状毛面，同时裸露的螺旋箍筋外表面增加了粘结作用；采用空心构造，可以提高抗弯刚度，同时增加构件受压稳定性；有利于减轻构件自重，提高抗震性能；空心薄壁构件有利于UHPC的养护。

二，本发明通过保护模具、对接连通座、引导管、对接通管、纵管座、泵机、外接管的设置，能够导入水泥砂浆，从而对第二HPC层进行处理，能够将成型后第二HPC层内的内层进行表面涂浆处理，减少内层上的麻面，使得内层更加的规整。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明中主体的结构示意图；

图2为本发明中HPC空心薄壁构件的模具及HPC空心薄壁构件示意图；

图3为本发明中主体的立体图；

图4为本发明中HPC层内螺旋箍筋、限位对接结构、横筋图的连接结构图；

图5为本发明中限位对接结构的前方视角立体结构示意图；

图6为本发明中生产主体的第二实施例前方视角立体结构示意图；

图7为本发明中生产主体的侧方视角立体结构示意图；

图8为本发明中生产主体的后方视角立体结构示意图；

图9为本发明中生产主体的的拆分图；

图10为本发明中调控结构的前方视角立体结构示意图；

图11为本发明中调控结构的剖切图。

图中：1-UHPC层、2-钢筋网片、3-HPC层、4-预应力钢筋、5-上模具、6-下模具、7-粗齿状毛面、8-螺旋箍筋、9-限位对接结构、10-横筋、11-第一旋拧挤压架、12-第一铰环架、13-第一支撑柱、14-套筒、15-第二支撑柱、16-第二铰环架、17-第二旋拧挤压架、18-第二咬合架、19-保护模具、20-对接连通座、21-引导管、22-对接通管、23-纵管座、24-泵机、25-外接管、26-电动机、27-传输配合筒、28-适配端座、29-调控结构、30-螺纹送进杆、31-第二HPC层、32-通管、33-置入导座、34-空心层、35-内层、36-第一咬合架。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

下面结合附图对本发明进一步说明。

实施例1

如图1-5所示，本发明的一种预制UHPC-HPC组合空心薄壁构件及制作方法，包括UHPC层1、钢筋网片2、HPC层3和预应力钢筋4，UHPC层1内铺设有钢筋网片2，HPC层3内限位设有预应力钢筋4，UHPC层1、HPC层3之间固定设置，且通过离心工艺形成整体；

HPC层3内设有螺旋箍筋8，HPC层3内的螺旋箍筋8固定支撑，HPC层3的外层位置设有螺旋箍筋8，HPC层3的外侧上部套设有上模具5，HPC层3的外侧下部套设有下模具6，上模具5、下模具6内设有凸块，HPC层3的外侧表层开设有粗齿状毛面7，在HPC层3灌注时，凸块进行粗齿状毛面7的成型处理，螺旋箍筋8限位在第二咬合架18、第一咬合架36的中心，此时转动第一旋拧挤压架11和第二旋拧挤压架17，第一旋拧挤压架11、第二旋拧挤压架17分别贯通第一咬合架36、第二咬合架18，且与螺旋箍筋8进行挤压接触，从而实现螺旋箍筋8的限位固定，使得螺旋箍筋8、横筋10之间绑定，之后将上模具5、下模具6合模，同时进行上模具5、下模具6侧部密封处理，灌入HPC层3，通过离心进行成型，形成HPC层3、预应力钢筋4结构，同时HPC层3上设置粗齿状毛面7，能够方便与UHPC层1的后续结合，完成HPC层3、预应力钢筋4的生产后，将预应力钢筋4进行限位裁切，之后进行UHPC层1的灌注，且在UHPC层1上设置钢筋网片2，实现成型处理，从而使得UHPC层1、HPC层3结合；

HPC层3在离心法制作时螺旋箍筋8外表面裸露，且粗齿状毛面7的设置，增强与UHPC层1的紧固连接程度；

螺旋箍筋8的下端设有横筋10，横筋10上套接设有限位对接结构9，限位对接结构9上端与螺旋箍筋8限位固定，进行螺旋箍筋8、横筋10的组合支撑；

限位对接结构9包括第一旋拧挤压架11、第一铰环架12、第一支撑柱13、套筒14、第二支撑柱15、第二铰环架16、第二旋拧挤压架17、第二咬合架18和第一咬合架36；

套筒14的上端一侧固定连接有第一支撑柱13，套筒14的上端另一侧固定连接有第二支撑柱15，第一支撑柱13的上端通过第一铰环架12铰接设有第一咬合架36，第二支撑柱15的上端通过第二铰环架16铰接设有第二咬合架18，第一咬合架36的一侧螺纹旋拧连接有第一旋拧挤压架11，第二咬合架18的一侧螺纹旋拧连接有第二旋拧挤压架17，将HPC层3、预应力钢筋4先进行生产，预应力钢筋4通过张拉提供预应力，且预应力钢筋4外侧设置螺旋箍筋8和横筋10，能够提供HPC层3的骨架结构，螺旋箍筋8、横筋10之间通过限位对接结构9进行限位固定，套筒14与横筋10套接限位设置，上端的第一支撑柱13、第二支撑柱15进行承载，且第一咬合架36通过第一铰环架12能够与第一支撑柱13进行转动调节，第二咬合架18通过第二铰环架16与第二支撑柱15进行转动调节，从而能够使得第二咬合架18、第一咬合架36合模处理；

套筒14与横筋10套接限位设置，第二铰环架16、第一咬合架36的中心与螺旋箍筋8限位套接设置；

第一旋拧挤压架11贯通第一咬合架36的中心，第二旋拧挤压架17贯通第二咬合架18的中心，且第一旋拧挤压架11、第二旋拧挤压架17进行螺旋箍筋8的限位挤压，进行螺旋箍筋8的机械锁定；

UHPC层1环形截面厚度约为3-5cm，HPC层3环形截面厚度约为2-3cm；

预应力钢筋4采用先张法调节设置，上模具5、下模具6合模进行HPC层3的生产，HPC层3采用离心法进行设置，且以螺旋箍筋8、横筋10作为骨架进行架设生产。

一种预制UHPC-HPC组合空心薄壁构件的制作方法，包括以下步骤：

S1、将上模具5、下模具6内表面处理成粗齿毛面凸块状；

S2、将预应力钢筋4进行固定限位处理；

S3、灌注HPC层3，进行合模，上模具5、下模具6两端口预留预应力钢筋4的孔洞；

S4、采用先张法张拉预应力钢筋4；

S5、采用离心法制作HPC层3空心薄壁构件；

S6、养护成型的HPC空心薄壁构件作为内模，外模采用钢模板，于其中放入钢筋网片2，浇筑UHPC层1；

S7、参照活性粉末混凝土规范养护成型。

在实施本实施例时，使用者将HPC层3、预应力钢筋4先进行生产，预应力钢筋4通过张拉提供预应力，且预应力钢筋4外侧设置螺旋箍筋8和横筋10，能够提供HPC层3的骨架结构，螺旋箍筋8、横筋10之间通过限位对接结构9进行限位固定，套筒14与横筋10套接限位设置，上端的第一支撑柱13、第二支撑柱15进行承载，且第一咬合架36通过第一铰环架12能够与第一支撑柱13进行转动调节，第二咬合架18通过第二铰环架16与第二支撑柱15进行转动调节，从而能够使得第二咬合架18、第一咬合架36合模处理，将螺旋箍筋8限位在第二咬合架18、第一咬合架36的中心，此时转动第一旋拧挤压架11和第二旋拧挤压架17，第一旋拧挤压架11、第二旋拧挤压架17分别贯通第一咬合架36、第二咬合架18，且与螺旋箍筋8进行挤压接触，从而实现螺旋箍筋8的限位固定，使得螺旋箍筋8、横筋10之间绑定，之后将上模具5、下模具6合模，同时进行上模具5、下模具6侧部密封处理，灌入HPC层3，通过离心进行成型，形成HPC层3、预应力钢筋4结构，同时HPC层3上设置粗齿状毛面7，能够方便与UHPC层1的后续结合，完成HPC层3、预应力钢筋4的生产后，将预应力钢筋4进行限位裁切，之后进行UHPC层1的灌注，且在UHPC层1上设置钢筋网片2，实现成型处理，从而使得UHPC层1、HPC层3结合，完成工作。

实施例2

在实施例1的基础上，如图6-11所示，生产主体包括泵机24和外接管25，外接管25的后端与泵机24连通，泵机24的后端连通设有纵管座23，纵管座23的侧端连通设有对接通管22，对接通管22的侧端连通设有引导管21，引导管21的后端连通设有对接连通座20。

对接连通座20的下端连通设有传输配合筒27，且传输配合筒27的侧部位置安装有电动机26。

电动机26上驱动连接有螺纹送进杆30，且螺纹送进杆30在传输配合筒27内转动设置。

传输配合筒27背离电动机26的一侧连通设有适配端座28，适配端座28的侧端连通设有调控结构29。

调控结构29包括第二HPC层31和通管32，第二HPC层31内置在保护模具19内，且第二HPC层31的中心位置设有通管32。

通管32的侧端连通有置入导座33，置入导座33在第二HPC层31中心的空心层34内活动。

置入导座33与第二HPC层31通过空心层34接触设置，且通管32与适配端座28连通。

通管32向内层35上注入水泥砂浆，通过保护模具19、对接连通座20、引导管21、对接通管22、纵管座23、泵机24、外接管25的设置，能够导入水泥砂浆，从而对第二HPC层31进行处理，能够将成型后第二HPC层31内的内层35进行表面涂浆处理，减少内层35上的麻面，使得内层35更加的规整。

在实施本实施例时，使用者将第二HPC层31放置在保护模具19的内部，同时将置入导座33插入空心层34的的内部，内层35进行置入导座33的承托，置入导座33与通管32进行连通，且能够进行拉伸调节，改变置入导座33在内层35上的位置，通管32与适配端座28对接连通，且适配端座28与传输配合筒27进行连通，此时的电动机26能够进行驱动，带动螺纹送进杆30进行转动，实现水泥砂浆的传输处理，使用者将外接管25与外界的泵机进行连接，水泥砂浆通过外接管25到达泵机24的内部，之后通过纵管座23引导至对接通管22位置处，之后通过对接通管22传导至引导管21上，引导管21与对接连通座20进行连通，继续进行水泥砂浆的传输，之后水泥砂浆传导至传输配合筒27内，此时的电动机26控制螺纹送进杆30转动，实现水泥砂浆的传导处理，从而通过置入导座33将水泥砂浆传导至内层35上，进行内层35的抹面处理，且保护模具19能够通过外界的控制进行转动，从而实现均匀的涂抹处理工作，完成工作。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。